1.2.1 国内等离子切割及上料多用途工业机器人历史及现状 .... 2

 1.3 现有等离子切割工业机器人简介  2

 1.4 设计要求 .... 3

2. 设计方案简述 .. 4

 2.1 结构设计方案拟定 ... 4

 2.2 驱动形式及传感控制设计方案拟定  4

 2.3 多用途机械手设计方案拟定 .. 5

 2.4 机器人选材  5

3．机器人负载转矩计算 . 5

 3.1 第六轴的负载转矩计算  5

 3.2 第五轴的负载转矩计算  6

3.3 第四轴的负载转矩计算  6

3.4 第三轴的负载转矩计算  7

 3.5 第二轴的负载转矩计算  7

 3.6 第一轴的负载转矩计算  8

4．机器人关节的电机选择 .. 8

 4.1 前三轴的电机选择 ... 8

    4.1.1 第一轴电机选择 .. 9

    4.1.2 第二轴电机选择 .. 9

    4.1.3 第三轴电机选择 .. 9

4.2 后三轴的电机选择 . 10

    4.2.1 第四轴电机选择  10

    4.2.2 第五轴电机选择  10

    4.2.3 第六轴电机选择  10

5．减速比计算及减速器确定 .. 10

 5.1 第一、二轴减速器计算及确定 .. 10

 5.2 第三轴减速器计算及确定 .... 11

 5.3 第四、五轴减速器计算及确定 .. 11

 5.4 第六轴减速器计算及确定 .... 11

    5.4.1 减速器传动方式确定 .. 11

    5.4.2 传动比分配 ... 12

    5.4.3 传动系统的运动和动力参数计算 .. 12

    5.4.4 齿轮传动的设计计算 .. 13

    5.4.5 减速器轴及轴承的设计 ... 19

6．机器人结构强度校核 ... 23

7．控制系统设计 . 24

8. 结论 . 26

9．致谢 . 27

1. 绪论

1.1 课题的背景与意义

等离子切割可以借助不同的工作气体用以切割各种很难用氧气切割的金属材料，特别是切割有色金属时表现出更为出色的优势（如，不锈钢、铜、铝、钛、镍等）在汽车制造、化工、工程机械设备、钢结构产业以及核产业等各个行业。

随着我国工业稳步发展并不断向现代化迈进，国内的工业市场对于等离子切割机的需求逐日上升。国外发达国家由于切割机应用较早，大量火焰切割机正在被广泛使用，故等离子切割机并非必需品，所以普及受到一定制约，而我国切割机技术起步和应用较晚，早起并没有大量的切割机产品，如此便形成供需缺口，导致我国切割机，特别是等离子切割机的潜在市场巨大。等离子切割技术的发展和应用可以大幅度提升国内切割行业特别是热切割行业的设备等级，可以很好的改进国内工厂与国外先进国家之间的差距，改善产业效率较低、产品质量较差、工人劳动强度大、材料使用过程中较为浪费和生产环境较差的现状。

上下料机器人是为了满足“快速、大批量加工节奏”、“节省人力成本”、“提高生产效率”等要求而衍生出的现代化工厂的理想选择。故上下料机器人在现代化工厂生产环境中已被广泛运用，且拥有较为成熟的技术。

与此同时，任何一类产品在经历过长期的发展之后，开始尝试寻求新的突破是必然的市场走向，行业将不断呈现向高端化发展的趋势。实现多功能多用途。

通过本课题对于等离子切割及上料多用途工业机器人的设计，我可以进一步了解机械设备从构思、设计、校核、改善到最后的制作装配以及实际应用情况等方面的知识，可以充分了解工业机器人设备的性能、作用以及结构等各方面的优缺点，将在大学四年所学到的专业理论知识投入到生产环境中加以应用，培养实际的动手能力，进一步提升自己在机械设计及其自动化方面的综合能力。同时，通过本次课题设计，让我更加全面了解了我国工业机器人应用的现状以及发展的前景。